Os cientistas encontraram uma maneira de melhorar o resfriamento de processadores e outros chips em 150%, mas isso não é fácil de fazer

Muitas pessoas estão bem cientes do problema de resfriamento de processadores e outros chips. À medida que as normas tecnológicas de produção diminuem, a gravidade do problema aumenta, pois a densidade de energia aumenta significativamente. Como os cientistas descobriram, o silício pode aumentar a eficiência da remoção de calor apenas aumentando sua pureza isotópica. Experimentos mostraram que a dissipação de calor “natural” dos chips pode ser aumentada em até 2,5 vezes.

Fonte da imagem: Junqiao Wu/Berkeley Lab

Como você sabe, todo o silício em nossa natureza consiste em três formas estáveis ​​de isótopos: aproximadamente 92% é silício-28 (28Si), 5% é silício-29 (29Si) e 3% é silício-30 (30Si). Ninguém purifica o silício para a produção de chips, embora estudos iniciais tenham mostrado que o isótopo de silício-28 tem a melhor condutividade térmica entre todos os isótopos de silício, e inclusões de impurezas de 29Si e 30Si interrompem os fluxos de calor. Acreditava-se que o ganho era de pouco mais de 10% com custos de limpeza significativamente crescentes.

Cientistas do Laboratório Nacional. Lawrence em Berkeley montou um experimento durante o qual eles tentaram avaliar o grau de influência da limpeza de silicone no dissipador de calor. Eles conectaram dois termopares com nanofios de 90 nm de largura e mediram a transferência de calor. Descobriu-se que o silício-28 puro melhora a transferência de calor de um elemento de aquecimento para outro em 150%, e não em 10%, como se pensava anteriormente. Após um exame mais detalhado, descobriu-se que a superfície do nanofio estava coberta com dióxido de silício, o que impedia a dissipação de calor parasita em toda a superfície do fio, e o fluxo de calor estava concentrado em seu centro.

Os cientistas não dão nenhuma receita para organizar a remoção de calor dos chips de uma nova maneira. Mas eles mostraram a possibilidade de um aumento múltiplo na eficiência de remoção de calor dos cristais, o que custará velas – o custo de produção de silício isotopicamente puro para futuros chips.